煤矿开采毕业论文之煤矿透水事故的措施

毕业课题设计论文

题 目：浅 析 煤 矿 防 透 水 的 措 施 所在系（部）： 学 科 专 业： 煤矿开采技术 作 者 姓 名： 指导教师姓名： 学 号： 答 辩 日 期：

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第一章 绪论 .................................................................. 3

1. 引言........................................................................ 3

2. 研究现状 .................................................................... 3

3. 煤矿开采学 .................................................................. 3

第二章 煤矿水害 ............................................................. 4

1.煤矿水害的基本内容 ........................................................ 4--6

2.煤矿防治水 ............................................................... 6--10

3.防治的措施 .............................................................. 10--18

4.案例分析................................................................ 18--19

第三章 煤矿透水 ............................................................ 19

1.透水预测................................................................ 19--27

2.探放水.................................................................. 27--30

第四章 事故救援 ............................................................ 30

1.现场撤离................................................................ 30--31

2.人员自救................................................................ 31--32

3.救护条件................................................................ 32--33

第五章 总则 ............................................................. 34--35

致 谢 ....................................................................... 36

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第一章 绪论

一、 引言：

总结过去发生的矿井水灾，往往是安全思想不牢，思想麻痹，从而情况不明，预防措施不当所致。

关键词：有疑必探，先探后掘。

二、现状：

我国是一个煤炭资源丰富的国家，在我国煤炭资源储量中，有很大一部分受水害威胁。在已建成和正在开采的矿井中，多数矿井受周边小窑及老空水威胁，水害十分严重。我矿打磨沟矿井曾因小窑越界开采，地表(水库)水从小窑贯人井下导致淹井，造成上千万元经济损失和人员伤亡；大庆井也曾因小窑越界开采打通井下，小窑水贯人而影响了安全生产。煤矿水害给国家和人民生命财产造成的损失是巨大的。所以水害的威胁就成了煤矿生产的重大灾害之一，我们必须提高警惕，做好煤矿防治水工作。

三、煤矿开采学：

《煤矿开采学》是研究煤矿开采技术及其内部规律性的综合性技术科学。

该课程将地下开采与露天开采，开采损害与保护，专业知识结构合理；融采矿理论与技术、工艺性及实践性为一体，培养学生既具有一定的煤矿开采理论知识，又具有良好的工程素养，既掌握坚实的工艺理论知识，又具有一定的实践技能。

课程主要讲述煤矿开采的基本理论与基本概念、开采方法与技术。包括采煤方法；准备方式及采区设计；井田开拓及矿井开采设计；矿井其他开采方法以及露天开采。采煤方法、准备方式与井田开拓是本课程的重点；建立井下开拓、开采系统及时-空概念是本课程的难点。

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第二章 煤矿水害

第一节 煤矿水害的基本内容

一、 煤矿水害的基本知识

矿井漏水来源，包括两类：

地下水； 地面水。

（一）煤矿水害

1.定义：凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全的,增加吨煤成本使矿井局部或全部被淹没的水灾,都称为煤矿水害。 2.性质：据统计，建国以来，在我国煤矿一次死亡3人以上的重大事故，水害居第三位；平均每次事故死亡7.06人，仅次于瓦斯和火灾事故。对我们达州地区而言，水害是特别可能发生的，并且是可能造成重特大事故的。

3.措施：我们应该根据矿井的具体情况，对症下药定，制定相关的技术措施和防护措施做到防患于未然，以便于减少煤矿水害带来的损失，甚至于防治煤矿水害的发生。 4.类型：矿井水害的类型有以下几种：

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1、地表水水害：水源为大气降水、地表水体（江、河、湖、水库、沟渠、坑塘等）。水源通过井口、采动冒落带、岩溶地面塌陷或熔洞、断层带及煤层顶底板封闭不良的旧钻孔充水和导水进入矿井。例如：1998年闽北地区突发洪灾，地处河流附近的煤矿，因河水暴涨而被淹，造成巨大的经济损失。

2、老空水水害：水源是古井、水窑、废巷及采空区的积水。当采掘工作面接近或沟通时，老空水进入巷道或工作面，造成事故。例如：1997年7月23日永定某矿上部小煤窑采空区透水，死亡3人。

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3、孔隙水水害：龙永煤田煤系地层岩层含水性属弱——中等，但受大气降水补给明显，受其影响，表现为季节性4-9月份涌水量明显增大。

4、岩溶水水害：龙永煤田煤系地层中无灰岩，但受构造影响，直接与栖霞灰岩接口，由断裂沟通岩溶水进入矿井造成水害。例如：龙岩某基建井受岩溶水的严重影响，不得不在投资1300多万元，被迫下马。

5、裂隙水水害：水源为砂岩，砾岩等裂隙含水层的水，常受地表水或其它含水层补给，通过冒落带，断裂带，采掘巷道揭露顶板或底板砂岩水，或者封孔不良的老钻孔导水进入巷道或工作面。

第二节 煤矿防治水

一、《煤矿安全规程》对矿井防治水的主要规定：

1、煤矿企业应查明矿区和矿井的水文地质条件，编制中长期防治水规划和年度防治水计划，并组织实施。煤矿企业必须定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下工程对照图上标出其井田位置，开采年限、积水情况。

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2、水文地质条件复杂的矿井，必须针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测，水害预测分析，并制定相应的“查、探、防、堵、截、排”等综合防治措施。 3、煤矿企业每年雨季前必须对防治水工作进行全面检查。雨季受水威胁的矿井，应制定雨季防治水措施，并应组织抢险队伍，储备足够的防洪抢险物资。

4、煤矿企业必须查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，疏水能力和有关水利工程情况，掌握当地历年降水量和最高洪水位资料，建立疏水、防水和排水系统。

5、相邻矿井的分界处必须留防水煤柱。矿井以断层分界时，必须在断层两侧留有防水煤柱。已经互相连通的矿井，必须在连通的地方构筑足够强度的防水墙。防水煤柱的尺寸，应根据相邻矿井的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩性质、开采方法以及岩层移动规律等因素，在矿井设计中规定。按照《矿井水文地性规程》规定，在水淹区或在积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小垂直距离不得小于巷道高度的10倍，防水煤岩柱的尺寸不得小于导水裂隙带的最大高度与保护层厚度之和，一般应大于30倍采厚。

6、矿井必须作好水害分析预报，坚持有疑必探，先探后掘的探放水原则。

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a.探水或接近积水地区掘进前或排放被水淹井巷的积水前，必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。

b.探水眼的布置的超前距离，应根据水头高低、煤（岩）层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。

c.正确确定探水线，探水线就是探水的起点，应根据积水区的位置、范围、水文地质条件及资料的可靠程度，以及采空区、巷道受矿山压力的破坏情况等因素来确定探水线。 二、矿井发生透水前的预兆：

一般说来，矿井透水前主要有几种预兆：

（1）挂汗。积水区的水，在自身压力作用下，通过煤岩裂隙而在采掘工作面的煤岩壁上聚结成许多水珠的现象，叫挂汗。井下空气中的水分遇到低温的煤体，有时也可能聚结成许多水珠的现象。区别真假挂汗的方法是，仔细观察新暴露的煤壁面上是否潮湿，若潮湿则是透水预兆。

（2）挂红。矿井水中含有铁的氧化物，在它通过煤岩裂隙而渗透到采掘工作面的煤岩体表面时，会呈现暗红色水锈，这种现象叫挂红。挂红是一种出水信号。

（3）水叫。含水层或积水区内的高压水，向煤壁裂隙挤压时，与两壁磨擦会发出“嘶嘶”叫声，这就说明采掘工作面距积水区

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或其他水源已经很近了若是煤巷掘进，则透水即将发生，这时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁的人员。

（4）空气变冷。采掘工作面接近积水区域时，空气温度会下降，煤壁发凉，人一进入工作面就有凉爽、阴冷的感觉；但应注意，受地热影响较大的矿井地下水的温度偏高，当采掘工作面接近积水区时，气温反而升高。

（5）出现雾气。当采掘工作面气温较高时，从煤壁渗出的积水，就会被蒸发而形成雾气。 （6）顶板淋水加大。 （7）顶板来压，底板鼓起。 （8）水色发浑，有臭味。

（9）采掘工作面有害气体增加，积水区向外散发出瓦斯、二氧化碳和硫化氢等有害气体。

（10）裂隙出现渗水。如果出水清净，则离积水区较远；若浑浊，则离积水区已近。

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井下透水有预兆，十种现象要牢记；密切注意勤分析，防范措施不可少

第三节 防治措施

一、 矿井水害的防治措施： （一）矿井水害的预防措施：

预防水害的预防措施可以概括为防、排、探、放、疏、截、堵7个字。

防：即井上下防水设施及防水措施； 排：即井下排水设施和排水能力； 探：即井巷探水；

放：即对老空区积水、可疑水源采取放水，或超前放出顶板水；

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疏：即疏水降压或疏干有害含水层； 截：即留设各种防水煤柱隔阻有害水源；

堵：即注浆堵住水口，或加固裂隙带，充填溶改造含水层，加固底板度。

（二）探放水注意事顶： 1、探水与掘进如何配合：

（1）双巷掘进交叉探水。当掘进上山时，如果上方有积水区，则巷道三面受水威胁，一般采取双巷掘进交叉探水。双巷之间每隔50m左右掘一条联络巷，作为安全躲避地点。一巷探水时，另一巷掘进，两巷探水与掘进相互交叉进行，直至巷道达到设计终点而结束。

（2）双巷掘进单巷超前探水。在倾斜煤层中掘进巷时，一般是用上方巷道超前探水的方式。

（3）平巷与上山配合探水：在同一煤层内，上部掘进上山，此时应先探水掘进平巷，然后再掘进上山，这样可避免上山掘进的危险性，又可减少上山掘进的探水工作量。

（4）隔离式探水。在水量大、水压强、煤层松软和节理发育的情况下，直接探水很不安全，需要采取隔离方式进行探水，如掘石门时，在石门中预先探放积水；或在巷道掘进迎头砌隔水墙，在墙外探水；此外，当相邻的煤层间距大于20m时，还可采用隔离层打孔的方法，探放另一煤层的老空积水。

2、探水巷道掘进时应采取哪些安全措施：

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（1）探水巷道的掘进断面不宜过大，以缩小受压面积。同时应有两个安全出口，用于通风、流水和意外情况下人员撤退，一般情况下应双巷掘进，必要时在横贯之间开掘安全躲避硐室；

（2）掘进巷道的坡度不准起伏不平、以免低处的水流不出，施工人员有被堵截的危险；

（3）掘进工作面遇到透水征兆时，必须停止前进，加固支架，并将人员撤到安全地点，向调度室值班人员汇报；值班领导应组织有关人员到现场查看，分析情况，如果情况紧急，必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员；

（4）上山方向的水害未消除或正在探水时，为保证下山工作人员的安全，应暂停其工作，等水害威胁消除后再继续工作；

（5）探到老空并已放水的掘进工作面，如果不能马上与老空掘透而在几天后再掘进时，应重打2～3个检查孔，以免原有钻孔坍塌堵塞重新积水，切不可冒然掘进；

（6）探水巷道必须严格掌握巷道掘进方向，沿着探水孔的中心线掘进，以免造成超前距和帮距缩小而遭遇老空透水，如因地质变化必须偏离时，就进行补充钻探或采取其它措施予以补救；

（7）大部分积水已经放过，在掘进时，还应注意盲巷老空积水或因断层的隔离而形成的孤立积水区；

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（8）合理选择巷道掘进的爆破方法，在探水眼严密掩护下，且保持设计超前距和帮距时，可以采取多打眼、少装药、放小炮的方法，以利保持煤体抗压强度；

（9）严格执行三不装药制度：炮眼或掘进头有出水征兆、超前距离不够或偏离探水方向、掘进头支架不牢固或空顶超过规定时不装药；

（10）为了预防探 放后重新积水造成事故，上山巷道或坡度大的穿层斜石门掘进老空放炮时应将所有人员撤到联络横贯或下边平巷；

（11）在掘进打眼沿钻杆向外流水时，应停止工作，不准拔出或晃动钻杆，要设法固定，并向调度室报告，听候处理；

（12）老空放水后允许恢复掘进时，还必须充分注意：当掘到离老空区3～5m处应先用煤电钻打2～3个检查孔进行再次检查，只有在证实积水确已放净后方可揭露老空；揭露老空时，要先用小断面巷道从放水钻孔上方与老空做透，还要注意处理瓦斯等有害气体；

（13）在受水威胁地区施工的所有人员，都必须熟悉避灾路线。懂得突水后急救知识；

（14）掘进中各班班长必须在掘进工作面交接班，交接剩余允许掘进的距离，严禁超越；

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（15）掘到批准位置时，其最后0.5m停止放炮，用手镐采齐迎头，以利下次探水时，安全套管不致安设在被炮震松的煤、岩层内。

（三）发生透水事故时的处理措施：

采掘工作在或其他地点发现有突水预兆时，必须发出警报，撤出所有受水威胁的人员。

最先发现透水的现场工作人员一方面报告矿调度室，另一方面迅速组织抢救。打木垛或用密集柱，堵住出水点，防止事故继续扩大；水势猛来不及进行加固时，人员应向高处撤退，安全出井。

井下突然突水，破坏了巷道中的照明和避灾路线上的指示牌，人员一旦迷失方向，必须朝着有风流通过而又能通达地面的上山巷道方向撤退，切勿进入独头下山巷道。

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矿井透水发生后，原因灾情先摸透；立即报告调度室，受灾区域人撤走。

（四）透水后现场人员撤退时的注意事项：

（1）透水后，应在可能的情况下迅速观察和判断透水地点、水源、涌水量、发生原因、程度等情况，根据灾害预防和处理计划中规定的撤退路线，迅速撤退到透水地点以上的水平，而不能进入透水点附近及下方的独头巷道。

（2）行进中，应靠近巷道一侧，抓牢支架或固定物体，尽量避开压力水头和泄水流，并注意防止被水中流动的矸石和木料撞伤。

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水头来了躲不急，抓牢棚子暂躲避；冲不走来打不倒，水头过去再转移

（3）如透水破坏了巷道中的照明和路标，迷失行进方向时，遇险人员应朝有风流通过的上山巷道方向撤退。

（4）在撤退沿途和所经过的巷道交叉口，应留设指示行进方向的明显标志，以提示救护人员的注意。

（5）如惟一的出口被水封堵无法撤退时，应有组织地在独头工作面躲避，等待救护人员营救。严禁盲目潜水逃生等冒险行为。

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退路如果被水淹，切忌潜水去乱钻，等待水位降下去，撤出才能保安全

（五）透水后被围困时的避灾自救措施：

（1）当现场人员被涌水围困无法退出时，应迅速进入预先筑好的避难硐室中避灾，或选择合适地点快速建筑临时避难硐室避灾，迫不得已时，可爬上巷道中高冒空间待救。如系老窑透水，则须在避难硐室处建临时挡墙或吊挂风帘，防止被涌出的有毒有害气体伤害。进入避难硐室前，应在硐室外留设明显的标志。

（2）在避灾期间，遇险矿工要有良好的精神心理状态，情绪安定、自信乐观、意志坚强。要作好长时间避灾的准备，除轮流担任岗哨观察水情的人员外，其余人员均应静卧，以减少体力和空气消耗。

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（3）避灾时，应用敲击的方法有规律、不间断地发出呼救信号，向营救人员指示躲避处的位置。

（4）被困期间断绝食物后，即使在饥饿难忍的情况下，也应努力克制自己，决不嚼食杂物充饥。需要饮用井下水时，应选择适宜的水源，并用纱布或衣服过滤。

（5）长时间被困在井下，发觉救护人员到来营救时，避灾人员不可过度兴奋和慌乱，以防发生意外。

第四节 案例分析

[案例1]透报废井巷积水造成的重大水害事故

1975年5月16日，苏邦煤矿东斜井发生一起透封闭老斜井积水的重大水害事故，死亡4人，重伤1人。

1985年老东斜井由建井公司施工，1962年仃建下马。1973年在老东斜井井口相对方向重建，由本矿负责施工，1975年投产，设计年产量为9万吨，1975年5月15日上半夜放炮出碴后，发现左边水沟石头缝有二处冒水，且有臭味，当班支架后，重补边炮眼，三次放炮都不响。下半夜接班后，队长张××认为是地质钻孔引起冒水，继续放炮。炮响后五分钟，队长带领工人进入工作面准备出碴，突然一声巨响，大量井巷积水一涌而出，队长和林××被水冲垮的桩木、石头堵在运巷中，当场死亡。在+100

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井底水泵房抽水的水泵工张××因水势太猛，水量太大，来不及避难也被淹死在+100进底。另外，在仃建老井口所盖工棚居住的民工，由于突然透水，老斜井形成真空，产生负压，洞口塌陷，一位民工连同床铺掉入老东斜井内死亡。 [案例2]透积水老窑造成的重大水害事故

2002年8月的某一天，早上11：30分左右，××煤矿201采区+320区段南41#煤层切眼上山发生透水事故，造成3人死亡，1人失踪。

××煤矿201采区+320区段南41#煤层与老窑相邻，但具体开采深度、积水情况不明。矿井开展了老窑情况调查，但未考虑到随意倾倒的水煤窑矸石冲填作用，地表已升高将近10米，有一个被矸石填埋又有下山开采的小煤窑未调查到，积水量高达1400立方米。矿井虽然有编制了探水方案，并进行了探水，但由于煤层倾角大，煤层厚度大，煤质松软，造成煤层冒落，探水施工难度大，最后由于煤层冒落带连通积水老窑，造成透水事故。

第三章 煤矿透水

第一节 透水预测

一、透水预兆：

（一）定义：矿井突水(透水)是指矿井在正常生产中突然发生的具有一定数量来势凶猛的涌水现象。

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（二）掌握一些常见的透水预兆，在对于预测方法的研究有着极为重要性和必要性，将其总结如下：

1、岩壁挂红：围岩水中含有铁的氧化物，在通过矿床或岩层裂隙时 ，附着在裂隙表面的暗红色水锈 。一般认为巷道接近积水区。

2、岩壁挂汗：当采掘工作面接近积水区时，积水在自身压力作用下，通过围岩裂隙缝透过岩壁，聚成水珠。

3、空气变冷：工作面接近积水区时，气温骤然下降，岩壁发凉，人一进去有阴冷的感觉，时间越长就越感觉到阴凉。但有地热问题的矿井，地下水温高，当掘进工作面接近时，温度反而升高。 4、发生雾气：当巷道内温度很高时，积水渗到岩壁后，引起蒸发而形成雾气。

5、在采掘面中，若在岩壁、岩层 内听到“吱吱”的水呼声时 ，表征因水压大，水向裂隙中挤压发出的响声，说明离水体不远即将突水，这时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。 6、底板鼓起：底鼓有两种原因：一种是底板承压含水体静水压力和矿山压力共同作用的结果，这是突水预兆；另一种是受矿山压力单方面作用而产生底鼓，一般不突水。当发生底鼓时，要监视底鼓的发展变化，并报告矿井调度室。经技术人员调查核实确定底鼓原因。若是前种原因，须采取紧急措施：先在底鼓地段铺设密集地梁，打木垛控制底鼓发展。在底鼓基本被控制情况下，可在底鼓地段外侧打钻孔放水泄压。

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致谢词

毕业设计是对我们一次知识运用的一次全面的考核，也是对我们进行科学实践的基本功的一次考核训练，培养我们综合运用所学知识独立分析问题和解决的能力，为以后撰写专业学术论文以及以后的工作打下了良好的基础。

本次设计能够顺利完成，首先，我应该感谢我的母校—达州职业技术学院，是她为我们提供了学习知识的土壤，使我们在这里能够茁壮的成长；其次，我还要感谢机械电子与信息工程的老师们，特别是煤矿开采专业的任课老师们，他们不仅教会我们专业知识，而且教会我们做人和做事的道理；当然，更要感谢的是在本次设计中给与我帮助的老师，没有问题，老师总是耐心解答，使我能充满热情的投入到毕业设计中去；还要感谢我的同学们，他们热心的帮助，使我感到了来自兄弟之间的友谊；最后，还要感谢相关资料的编著和实习单位对我的帮助，感谢你们为我提供那么一个温馨的环境，使本次设计能够完满的完成。

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